PLC在工業(yè)電氣自動化的應用探究

李特權

【摘要】 隨著科技的發(fā)展，工業(yè)電氣自動化水平不斷提高，在應用上也不斷改進，PLC技術的出現(xiàn)是電氣自動化的偉大變革。PLC技術在工業(yè)電氣自動化中的應用，也被越來越多的企業(yè)所重視。本文對PLC控制器工作原理及在工業(yè)電氣自動化中的應用進行了分析和探討。

【關鍵詞】 PLC 工業(yè) 電氣 自動化

隨著現(xiàn)代網絡電子技術等相關電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，電氣自動化被應用的領域也越來越廣，如今它通過與網絡通信等相關技術結合之后，更是在我國得到了空前的發(fā)展，被逐漸地應用在工業(yè)企業(yè)生產的各個領域。

1. PLC控制器概述

PLC控制器，也被稱為可編程控制器，是專門為了滿足如今工業(yè)企業(yè)的效率化，而特意設計的。它的誕生，為工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)全自動化的機械化生產，提供了可能。只需要一個簡單的程序語言，電子機械就可以完全按照程序員設計的要求，進行全自動化的操作，為企業(yè)極大地提高了生產效率。由于其功能非常強大而且使用較為方便、可靠，PLC在電氣自動化中的應用，也將會隨之越來越廣泛，直至普及到整個工業(yè)領域。

2.電氣自動化概念及現(xiàn)狀

2.1 概念

電氣自動化，顧名思義就是對電氣工程相關的系統(tǒng)進行電子技術信息的處理、實驗數(shù)據(jù)分析、操作自動控制等等功能進行研究和開發(fā)的電子與計算機之間相互關聯(lián)的一種科學。在我國，隨著對電氣自動化的不斷深入研究，已經形成了一門系統(tǒng)的學問。2.2 電氣自動化現(xiàn)狀

目前，在我國主要發(fā)展的主流是IT與電氣自動化相結合的產品。以PC、服務器、Inter等技術引發(fā)的電氣自動化，進行了一次又一次的工業(yè)改革。隨著市場的需求，IT和電氣自動化將會達到更完美的融合。電氣自動化，將會逐漸地從服務領域滲入到工業(yè)的領域。目前主要有兩個方向：一個是對管理層的滲入，讓電氣自動化應用到管理系統(tǒng)，對的各種客戶數(shù)據(jù)或者是生產數(shù)據(jù)進行歸類總結，并且存取，以便隨時查詢；另外一個方向，就是信息技術對機器設備的滲入。通過對傳感器、執(zhí)行器和控制器自動化，為機械能夠實現(xiàn)全自動化提供了可能，而且不僅僅如此。它的滲入還應用到產品方面，如虛擬視頻之類的模擬現(xiàn)實技術。隨著微電子、微處理器等技術的逐漸成熟，PLC、控制系統(tǒng)等設備界限定義也會變得模糊。相對應的軟件結構和環(huán)境等因素將會逐漸地受到現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的重視。

3.PLC概念及工作原理

3.1 概念

PLC控制器主要是通過計算機的程序，達到對設備進行控制，并實現(xiàn)自動化操作的目的。它是工業(yè)領域需求的結晶，是專門為了適應現(xiàn)代化工業(yè)的生產而設計的。最早的可編程邏輯 控 制器，被簡稱為PLC，主要是為了更好地實現(xiàn)邏輯控制，而用來取代繼電器的。隨著電子技術的快速發(fā)展，今天，這種邏輯控制器的功能，已經大大地超過了原本人們給予它的定義?，F(xiàn)在它被定義為PC，為了與個人計算機名稱區(qū)別開來，才使用原來的PLC簡稱。

3.2 工作原理

它主要分為三個階段：第一，輸入采樣階段，在這個階段，PLC通過掃描的方式，對外來數(shù)據(jù)和所有輸入狀態(tài)進行讀取并存入I/O映象區(qū)相對應的單元內。

第二階段，程序執(zhí)行階段，在這個階段，PLC在執(zhí)行對用戶程序進行掃描時，總是按照從上到下的順序，進行操作，比如方塊堆積的金字塔，它總是從最頂端的方塊開始進行掃描。在掃描最頂尖的方塊時，又總是要按照人們固定的邏輯順序，從左到右，對方塊的各觸點線路進行掃描。并且在對觸點組成的控制線路，作邏輯運算的時候，也是按照從左到右，從上到下的既定順序進行。再根據(jù)運算出來的結果，對邏輯線罪狀在RAM對應位狀態(tài)進行刷新；或者再確定對該圖形是否需要對其執(zhí)行特殊功能指令。

第三階段：輸出刷新，是在用戶程序掃描結束后，PLC才進入的另一階段。在這個階段里，CPU要根據(jù)I/O里面相對應的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，對全部的輸出鎖存電器，進行再次刷新處理。然后再經過輸出電路，來驅動相對應的外設。這才是真正意義上的PLC輸出。

4.PLC在工業(yè)電氣自動化的應用

4.1 在傳統(tǒng)機床的應用

傳統(tǒng)機床主要是采用電氣控制的模式，使用的是繼電器的邏輯控制系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)，很容易發(fā)生觸頭電弧、或者是接觸不良，接線老化等一系列的問題。而且通過這樣系統(tǒng)控制的設備具有生產效率低下，能源消耗大，經常出故障而且維修困難等缺點。因此，為了提高工業(yè)電氣自動化的水平，應該采取PLC對機床的硬件和軟件進行各方面的改選，并且進行實施的控制。通過PLC系統(tǒng)對機器運行狀態(tài)的監(jiān)控等功能，不僅可以提高硬件系統(tǒng)運行的效率。保護系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。而且，還可以降低機器設備的維護成本，節(jié)約能源的消耗。從而，進一步地實現(xiàn)，傳統(tǒng)的機床設備逐漸地從電氣控制向數(shù)字控制進行轉變。

4.2 PLC在火電廠控制系統(tǒng)應用：

在火電廠中，有包括水處理、輸煤、除灰除渣等等輔助系統(tǒng)的存在，這些系統(tǒng)在操作流程上，有許多的開關和順序控制，因為這樣而變得繁瑣。如果加入PLC系統(tǒng)的應用，就會對這些系統(tǒng)的工藝流程，做到完美的控制，做到有序化操作。這種屬于開關量的邏輯控制，可以更好地取代繼電器，幫助火電廠的輔助系統(tǒng)，更好地實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它的應用即可以是火電廠單臺的設備控制，也可以采用火電廠分層式的網絡結構，如把輸煤系統(tǒng)分主站層、現(xiàn)場傳感器和遠程IO站三部分。主站層由PLC和人機接口相關設備組成。遠程IO站的相關設備，通過光纖的方式，與主站層進行連接。而輸煤的現(xiàn)場傳感器與遠程IO站的相關設備，再進行二次光纖電纜的連接。這樣，操作人員就可以坐在控制室，就可以完成整個輸煤層的傳送和監(jiān)督工作，通過控制室的顯示屏，對整個生產流程進行全面監(jiān)督。

5.PLC 的發(fā)展趨勢及前景分析

工業(yè)生產過程中產品質量可控制不是人為操作所能實現(xiàn)的，更多的是借助在線檢測設備及儀器來完成產品參數(shù)的動態(tài)控制，需要整個工業(yè)生產流程的長期自動監(jiān)控和調整，PLC技術為自動化控制的各項要求提供了實現(xiàn)機會，因此，其必將成為工業(yè)領域自動控制的發(fā)展趨勢。在工業(yè)生產提倡提質降耗、精細個性、網絡智能等大環(huán)境下，PLC技術必將向著網絡化、智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)生產的在線質量檢測、實時數(shù)據(jù)自動采集、故障自診斷、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理等先進技術發(fā)展。從發(fā)展前景看，隨著工業(yè)生產分工細致化，PLC將會成為過程控制領域內的日用品，同時其還可能利用通訊系統(tǒng)將控制功能形成閉環(huán)過程控制，其還將會逐漸替代嵌入式控制器。

6.結語

PLC技術的誕生，既可以解決傳統(tǒng)機械機床控制系統(tǒng)的各種缺點，又能夠提升產品的品質，提高生產的效率，讓傳統(tǒng)的機床重新煥發(fā)了生命力，同時也帶動了市場經濟的更快速發(fā)展。企業(yè)之間也因此，將拉開競爭的差距。隨著技術的進步，其控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復雜的連續(xù)控制和過程控制，因此，未來，PLC在工業(yè)企業(yè)的應用，將會更加地被重視，從而廣泛地應用到工業(yè)領域的各個角落。

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